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Multi-approach determination of metal based pesticides in food

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Neuartige Analysemethoden für Fungizide verbessern die Lebensmittelsicherheit

In der Landwirtschaft werden verschiedene Chemikalien wie Pestizide und Fungizide eingesetzt, um die Produktivität zu steigern, wodurch aber die Lebensmittelqualität und die menschliche Gesundheit erheblich beeinträchtigt werden. Eine europäische Initiative entwickelte neuartige Methoden zur selektiven Bestimmung von Fungiziden in Lebensmitteln.

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Dithiocarbamate sind eines der am häufigsten verwendeten Fungizide, die gegen ein breites Spektrum von Pilzen und Pflanzenkrankheiten wirksam sind. Darüber hinaus werden Dithiocarbamate häufig in Kombination mit modernen systemischen Fungiziden eingesetzt, um ihr Wirkungsspektrum zu erweitern und die Resistenz der Pflanzen gegen verschiedene Krankheitserreger zu verbessern. Dies führt zu erhöhten Dithiocarbamat-Werten in Lebensmittelproben aus der EU. Trotz der Auswirkungen der Dithiocarbamate auf die Umwelt und die Lebensmittelkette weisen die derzeitigen analytischen Ansätze zum Nachweis der Fungizide schwerwiegende Nachteile auf.

Neuartige Methode zur Bestimmung von Dithiocarbamat

Mit Unterstützung des Marie-Skłodowska-Curie-Programms entwickelte und validierte das MET-PEST-Projekt eine neuartige Methode zur genauen und selektiven Bestimmung von Dithiocarbamaten in Lebensmitteln. Die derzeitige europäische Referenzmethode für die Dithiocarbamat-Messung ist eine Einzelrückstandsmethode und stützt sich auf die nichtselektive und indirekte Quantifizierung der Summe von Dithiocarbamat-Arten. Um ihre Konzentration in Obst oder Gemüse zu bestimmen, wandelt die bestehende Methode alle Dithiocarbamat-Fungizide in Schwefelkohlenstoff um, wodurch es unmöglich wird, die ursprünglichen Dithiocarbamate zu identifizieren, denen Menschen ausgesetzt waren. „In MET-PEST haben wir verschiedene Analysemethoden kombiniert, um vollständige Informationen über die Exposition gegenüber einzelnen Dithiocarbamat-Fungiziden zu erhalten", erklärt der Forschungsstipendiat Alin Constantin Dirtu. Je nach Umfang der Analyse entwickelten die Forscher Methoden, mit denen der Dithiocarbamat-Gehalt anhand der Klasse, des Rückstandsgehalts oder des Abbauprodukts analysiert wurde. Die Strategie mit mehrfachem Ansatz umfasste Methoden wie die Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) in Kombination mit der anorganischen Massenspektrometrie (MS), welche derzeit für die Spurenmetallspezifikation eingesetzt wird, und die organische Massenspektromie, welche derzeit für die organischen Verunreinigungen eingesetzt wird. Der auf der Kombination von HPLC mit anorganischer Massenspektromie basierende Ansatz wurde zum ersten Mal bei der Bestimmung von Hauptabbauprodukten der Dithiocarbamate Ethylen-Thioharnstoff und Propylen-Thioharnstoff verwendet, die derzeit in EU-Lebensmitteln nicht reguliert sind. Projektkoordinatorin Petru Jitaru erklärt: „Eine solche Methode kann dazu beitragen, die Lebensmittelkontrolle zu verbessern und die mit der Dithiocarbamat-Regelung verbundenen Sicherheitsmaßnahmen neu zu gestalten.“ Die Forschenden verglichen das analytische Potenzial und die Effizienz dieser Methoden in realen Lebensmittelproben aus EU-Ländern sowie in Proben, die aus externen Märkten importiert wurden. Darüber hinaus untersuchten sie die Auswirkungen verschiedener Kochweisen auf die Abbauwege von Dithiocarbamaten. Dithiocarbamate erwiesen sich beim Kontakt mit der Säure von Obst und Gemüse während des Schneidens und Mischens sowie beim Lagern und Kochen als ziemlich instabil. Die MET-PEST-Methoden konnten jedoch das Fungizid Dithiocarbamat durch seine Abbauprodukte bestimmen.

Langzeitwirkung

Insgesamt hat MET-PEST zu verbesserten Analysemethoden für die Bestimmung von Dithiocarbamaten, einem besseren Verständnis ihrer Stabilität und letztendlich ihrer Auswirkungen auf die Gesundheit beigetragen. Die im Rahmen des Projekts entwickelte Methode zur selektiven Dithiocarbamat-Bestimmung kann die derzeitige Referenzmethode ersetzen und die toxikologischen Profile der verschiedenen Dithiocarbamat-Arten genau bestimmen. Darüber hinaus können damit Dithiocarbamat-Moleküle bestimmt werden, die derzeit im aus dem EU-Ausland in die EU importierten Obst und Gemüse verboten sind, wodurch die Lebensmittelsicherheitskontrolle weiter verbessert wird. Zukünftige Pläne umfassen die Entwicklung einer anorganischen chemischen Technik zur Messung schwefelhaltiger Verunreinigungen in Lebensmitteln. Im Vergleich zum herkömmlichen HPLC-MS-Ansatz wird bei dieser Methode eine Isotopenverdünnung zur Quantifizierung mit einem genaueren Ergebnis verwendet. Jitaru ist zuversichtlich, dass „die MET-PEST-Methoden zur selektiven Bestimmung von Dithiocarbamaten zu einem Paradigmenwechsel bei den Maßnahmen zur Lebensmittelkontrolle führen und sich positiv auf die Gesundheit der Verbraucher auswirken werden.“

Schlüsselbegriffe

MET-PEST, Lebensmittel, Fungizide, Lebensmittelsicherheit, HPLC, Obst und Gemüse, Dithiocarbamate, Molekülspektroskopie

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